Desarrollo preclínico de una nueva técnica para la detección y caracterización de la cicatriz de infarto de miocardio basada en medidas de bioimpedancia

Premi Extraordinari de Doctorat concedit pels programes de doctorat de la UAB per curs acadèmic 2017-2018Antecedentes: Los pacientes que han sobrevivido a un infarto de miocardio tienen un riesgo elevado de sufrir muerte súbita por una arritmia ventricular. La ablación eléctrica puede eliminar el foco arrítmico, aunque el porcentaje de éxito de este procedimiento aumentaría con la introducción de mejoras en los sistemas de identificación del sustrato arritmogénico. Estos sistemas localizan la cicatriz post-infarto mediante el análisis de la amplitud de voltaje de los electrogramas locales, registrados mediante electrocatéteres intracavitarios. Sin embargo, esta técnica no permite discernir si en un punto determinado de la cicatriz la fibrosis es transmural, dato éste último importante para elegir los puntos de aplicación de la radiofrecuencia. Por otro lado, el voltaje de los electrogramas locales depende de la secuencia de activación cardíaca local con respecto al electrodo explorador y, por tanto, el mapeo de voltaje debe repetirse si el paciente sufre un episodio arrítmico. La impedancia eléctrica es una propiedad pasiva del miocardio, y su magnitud guarda relación con la integridad estructural del mismo. Estudios previos han demostrado que su valor medio varía durante el ciclo cardíaco y que es capaz de identificar la cicatriz post-infarto. Sin embargo, su interrelación con otros parámetros fisiológicos o sus ventajas frente al mapeo de voltaje se desconocen. Métodos: Esta tesis consta de diferentes series experimentales en cerdos en las que se analiza la impedancia eléctrica local en el tejido miocárdico sano, en el isquémico agudo y en la cicatriz post-infarto. En este estudio hemos utilizado un nuevo método de medida de la impedancia capaz de registrar hasta 1000 espectros de impedancia por segundo. Resultados: El valor medio de la impedancia local del miocardio sano tiene una variación del 9% entre la sístole y la diástole (p 0.001). Por otro lado, hemos encontrado una alta correlación entre los valores locales de la impedancia registrados con una sonda desde el epicardio y los diferentes grados de fibrosis en la cicatriz (Magnitud a 1 kHz: r=-0.86; Ángulo de fase a 307 kHz: r=0.83, p 0.001). Además, hemos determinado que la medida endocárdica de la impedancia eléctrica a través de un electrocatéter permite identificar el tejido infartado (p 0.001) y que, a diferencia de la cartografía de voltaje, no se ve afectada por los cambios en la secuencia de activación cardíaca. Conclusiones: La impedancia eléctrica local del miocardio tiene una variación periódica íntimamente ligada al ciclo cardíaco que se ve modificada durante la isquemia aguda miocárdica y en la cicatriz del infarto. La medida intracavitaria de la impedancia local del miocardio permite detectar el tejido infartado y además no se ve afectada por alteraciones en la secuencia de activación cardíaca. Por ello, podría ser una nueva herramienta clínica para la detección y caracterización de la cicatriz de infarto de miocardio en pacientes sometidos a ablación de arritmias ventriculares post-infarto.Background: Patients who have suffered a myocardial infarction are at an increased risk of sudden cardiac death. Electrical ablation can eradicate the arrhythmogenic focus, although the success of this procedure could be increased by the introduction of improvements in the arrhythmogenic recording systems. In clinical practice, the delineation of the infarct scar zone is performed by mapping the voltage of local electrograms recorded with intracavitary electrocatheters. However, this technique does not allow to discern whether fibrosis is transmural at a certain point of the scar, which is important in order to choose the points of radiofrequency application. On the other hand, the voltage of the local electrograms depends on the sequence of local cardiac activation with respect to the exploring electrode and, therefore, the voltage mapping must be repeated if the patient suffers an arrhythmic episode. The electrical impedance is a passive property of the myocardium related to their structural integrity. Previous studies have shown that their mean value varies during the cardiac cycle and that it is able to identify the post-infarct scar. However, their interrelation with other physiological parameters or their advantages over voltage mapping are unknown. Methods: This thesis consists of different experimental series using pigs. We have analyzed the characteristics of local electrical impedance in healthy myocardial tissue, acute ischemic myocardium and 1-month old post-infarction scar. To perform the impedance measurements, a new impedance system capable of recording up to 1000 impedance spectra per second has been developed. Results: The mean value of the local impedance of the healthy myocardium has a variation of 9% between systole and diastole (p 0.001). We have found a high correlation between the local impedance values ​​and the different degrees of local fibrosis in the post-infarction scar (Magnitude at 1 kHz: r = -0.86; Phase angle at 307 kHz: r = 0.83, p 0.001). In addition, we have shown that the endocardial measurement of myocardial impedance using a conventional electrocatheter is capable of identifying the infarcted tissue (p 0.001) and that, unlike voltage mapping, it is not affected by changes in the cardiac activation sequence. Conclusions: Local electrical impedance of the myocardium has a biphasic pattern closely linked to the cardiac cycle that is modified by both acute and chronic ischemia. The local values of myocardial impedance and phase angle are related to the percentage of fibrosis and are not affected by changes in the cardiac activation pattern. Myocardial impedance is a new preclinical tool able to recognize and characterize the myocardial infarct scar